一种高膨可降解鼻腔填充止血材料及其制备方法与流程

本发明属于医用生物材料领域，涉及一种高膨可降解鼻腔填充止血材料及其制备方法。
背景技术：
：世界范围内有大量的人群受到鼻窦炎、鼻息肉、鼻腔肿瘤等鼻科疾病的困扰。尤其在我国，近年来随着经济高速发展，环境问题日益加剧，大气污染大面积蔓延，由此而来的外界刺激使得鼻腔疾病患者逐年增多，目前临床上解决此类疾病的有效手段是鼻内镜手术，并且术后患者均需要进行鼻腔填充止血。因此止血材料在使用过程中的便利性及抽取过程中给患者造成的疼痛减轻或再出血减少一直是临床医生关注的焦点。随着材料科学领域的发展，临床上出现了越来越多的鼻腔填充止血材料，主要分为两大类，一类是聚乙烯醇为代表的高膨胀止血材料，另一类是纳吸绵为代表的可降解止血材料。前者以高膨胀，填塞适应性强而广受欢迎，但是产品无法自行降解，需要整体取出，患者疼痛感强烈，会产生二次出血；后者具有良好的弹性支撑以及理想的自降解特点，患者使用性好，但是产品无法整体使用，鼻腔填塞局部应用受到限制。目前可降解止血材料是鼻腔填充止血材料的研究重点，它在鼻科的应用预期会提高患者治疗的舒适性减轻填充过程中的痛苦，另外尽可能降低甚至避免取出过程中二次出血的可能性，通过对已有研究资料的调研及上市产品的分析得出，鼻腔可降解止血材料仍处于一个探索阶段。其中发明专利102258801A公开的一种海藻酸钙海绵医用敷料具有良好的生物相容性、顺应性及吸液性等特点，与血液或伤口分泌物钠盐接触时发生凝胶化可以起到较好的止血作用，但是由于其过于柔软，经钠钙交换后迅速液化致使压迫力度不够不能充分发挥填充止血作用；发明专利CN100341933C公开的一种具有水膨胀性羧甲基壳聚糖海绵，使用钙离子交联，工艺环保无残留，但是产品仍表现为质脆易碎等主要性能缺陷，极大限制了本身的用途；发明专利NL2002931(C)公开的一种止血海绵，使用多聚醚酯和聚氨酯合成高分子合成的聚合海绵，具有丰富的弹性支撑以及理想的体内自降解性能，但是生物相容性差且产品无法整体放入鼻腔使用；而传统的胶原类止血海绵多使用醛类化学试剂交联，加工过程中的化学物质残留势必造成组织毒性。因此鉴于上述技术或现有产品存在的问题，需要有更加优化的止血解决方案保障临床鼻内镜手术的成功实施。技术实现要素：本发明的目的是提供一种高膨可降解鼻腔填充止血材料及其制备方法。本发明提供的止血材料，是以羧甲基壳聚糖、细菌纤维素、水、活化剂和降解调节剂为原料制得的产品。上述止血材料中，所述羧甲基壳聚糖的取代度为70％-100％，具体为80％、85％或90％；所述羧甲基壳聚糖的粘均分子量为10万-40万，具体为15万、20万或30万；所述细菌纤维素的长度为50μm-500μm，具体为100μm、150μm或300μm；所述活化剂为1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)；所述降解调节剂选自氨基肽酶、溶菌酶和胰蛋白酶中的至少一种；其中，所述氨基肽酶选自亮氨酸氨基肽酶、丙氨酸氨基肽酶和甘脯二肽氨基肽酶中的至少一种；所述水为纯化水。所述亮氨酸氨基肽酶的效价为10U/mg-40U/mg，具体可为20U/mg；所述溶菌酶的效价为6250U/mg-15000U/mg，具体可为9000U/mg；所述胰蛋白酶的效价为2500U/mg-10000U/mg，具体可为3000U/mg；所述羧甲基壳聚糖、细菌纤维素、水、活化剂和降解调节剂的质量比为0.5-10：0.1-4：100：0.01-5：0.1-6，具体为0.5：4：100：0.1：0.4、10：0.1：100：5：0.1、4：2：100：2：0.4、0.5-4：2-4：100：0.1-2：0.4或4-10：0.1-2：100：2-5：0.1-0.4。该止血材料为一种止血海绵，其形态均一，多孔且空洞间相互贯通，有利于吸收溶液，海绵断面形成的孔径大约为20-100μm的不规则孔洞。本发明提供的制备所述止血材料的方法，包括如下步骤：1)按照所述原料的配比，将所述羧甲基壳聚糖溶于水后再与细菌纤维素混合，得到混悬液；2)按照所述原料的配比，向所述混悬液中加入所述活化剂进行活化处理，处理完毕后去除所述活化剂，干燥后，加入所述降解调节剂的溶液冻干、压制成型，得到所述止血材料。上述方法的步骤1)溶于水步骤中，温度为40-100℃，具体可为50℃。所述步骤2)活化处理步骤中，温度为常温；时间为0.1-8小时；去除所述活化剂的方法可为使用半透膜及纯化水透析洗去所述活化剂；所述干燥为真空冷冻干燥；时间为24-48小时，具体为24h、36h或48h；所述降解调节剂的溶液中，溶剂为生理盐水；所述降解调节剂的质量百分浓度为0.4％-6％；所述冻干步骤中，温度为0℃至-4℃；时间为8-48h，具体为24h、40h或48h；所述压制步骤中，压制后的厚度为0.1mm-5mm，具体可为3mm；所述成型步骤中，成型的方法为热固定成型；成型的温度为50-100℃，具体可为70℃、75℃或85℃；时间为1分钟-30分钟，具体可为10分钟或30分钟。另外，上述本发明提供的止血材料在止血中的应用及该止血材料在制备止血产品中的应用以及含有该止血材料的止血产品，均属于本发明的保护范围。其中，所述止血具体可为鼻腔止血；所述止血产品具体可为鼻腔填充止血产品。与现有技术相比，本发明解决了目前医用鼻腔止血材料遇水形态保持不完整，力学支撑性弱、生物相容性低以及化学溶剂残留毒性等问题，具有如下优点和有益效果：1)本发明完全采用生物来源的医用天然高分子进行止血材料构建，具有优秀的生物相容性和止血、抑菌等丰富的生物活性性能，原料来源丰富，成本廉价易获得。2)本发明采用自交联技术，未使用任何交联剂，不存在有害物质残留，工艺简单易操作，另外采用细菌纤维素微纤维匀浆共混进行空间网络互穿加强，显著提高了止血材料的力学强度及高膨胀性能，实现止血材料优越的理化性能。3)本发明采用生物降解调节剂系统，能够有效调控止血材料结构自行崩解转化为流体从鼻腔流出，无需再次取出，避免创面粘连及粘膜二次损伤性出血的发生，极大提高了临床患者治疗福利，减轻临床工作者的工作负担。4)该止血材料植入体积小，既可整体植入鼻腔也可根据需要修剪后植入，临床使用灵活方便；材料吸液速度快，20秒内可吸液完全膨胀，膨胀体积达自身体积的10倍以上；材料质地轻而柔韧，富有弹力，可塑性强，对粘膜压迫充分且均匀，患者舒适度佳；5)本发明提供的一种高膨可降解鼻腔填充止血材料实现了目前临床对鼻腔填充止血材料功能需求的最大化整合，并且本产品制作工艺绿色环保，简单易于实现，所以产品市场推广应用潜力巨大，社会效益前景广阔。附图说明图1为高膨可降解鼻腔填充止血材料表面结构扫描电镜照片。图2为高膨可降解鼻腔填充止血材料吸水前后形态变化的照片。图3为高膨可降解鼻腔填充止血材料体外降解实验结果照片。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。下述实施例中，所用细菌纤维素均购自海南亿德食品有限公司。实施例1、(1)将取代度为80％、粘均分子量为15万的医用羧甲基壳聚糖0.5g置于100g的50℃纯化水中搅拌溶解，得到羧甲基壳聚糖水溶液，然后将4g长度为100μm的细菌纤维素加入上述溶液中匀浆处理得到微纤维混悬羧甲基壳聚糖溶液。(2)向混悬液中加入0.1g活化剂1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺对羧甲基壳聚糖的氨基及羧基进行活化处理，将料液灌注至相应模具中，放置1h，羧甲基壳聚糖自交联形成水凝胶，使用纯化水洗去活化剂EDC，真空冷冻干燥24h得中间产物疏松多孔性海绵。(3)用生理盐水常温配制降解调节剂亮氨酸氨基肽酶(购自上海酶联检测技术有限公司，效价为20U/mg)的溶液100g，使其质量百分浓度为0.4％；将该降解调节剂的溶液降温至0℃，加入至海绵中并速冻，经24h冻干，将样品压制至厚度为0.1mm，85℃下热固定10min成型，即得到高膨可降解鼻腔填充止血材料。实施例2、(1)将取代度为85％、分子量为20万的医用羧甲基壳聚糖10g置于100g的50℃纯化水中搅拌溶解，得到羧甲基壳聚糖水溶液，然后将0.1g长度为150μm细菌纤维素加入上述溶液中匀浆处理得到微纤维混悬羧甲基壳聚糖溶液。(2)向混悬液中加入5g活化剂1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺对羧甲基壳聚糖的氨基及羧基进行活化处理，将料液灌注至相应模具中，放置8h，羧甲基壳聚糖自交联形成水凝胶，使用纯化水洗去活化剂EDC，真空冷冻干燥48h得中间产物疏松多孔性海绵。(3)用生理盐水常温配制降解调节剂胰蛋白酶(购自上海紫一试剂厂，效价为3000U/mg)的溶液100g，使其质量百分浓度为1％，将该降解调节剂的溶液降温至0℃，加入至海绵中并速冻，经48h冻干，将样品压制至厚度为5mm，75℃下热固定30min成型，即得到高膨可降解鼻腔填充止血材料。实施例3、(1)将取代度为90％、分子量为30万的医用羧甲基壳聚糖4g置于100g的50℃纯化水中搅拌溶解，得到羧甲基壳聚糖水溶液，然后将2g长度为350μm细菌纤维素加入上述溶液中匀浆处理得到微纤维混悬羧甲基壳聚糖溶液。(2)向混悬液中加入2g活化剂1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺对羧甲基壳聚糖的氨基及羧基进行活化处理，将料液灌注至相应模具中，放置8h，羧甲基壳聚糖自交联形成水凝胶，使用纯化水洗去活化剂EDC，真空冷冻干燥36h得中间产物疏松多孔性海绵。(3)用生理盐水常温配制降解调节剂溶菌酶(购自北京索莱宝科技有限公司，效价为9000U/mg)的溶液100g，使其质量百分浓度为4％，将该降解调节剂的溶液降温至-4℃，加入至海绵中并速冻，经40h冻干，将样品压制至厚度为3mm，70℃下热固定30min成型，即得到高膨可降解鼻腔填充止血材料。实施例4、止血材料的性能检测1、电镜照片将充分干燥的实施例1-3所得高膨可降解鼻腔填充止血材料表面喷金，进行扫描电镜观察，结果如图1所示。由图1可知，本发明的止血海绵形态均一，多孔且空洞间相互贯通，有利于吸收溶液，海绵断面形成的孔径大约为20-100μm的不规则孔洞。2、吸水前后形态变化的照片图2中左侧样品为吸水前高膨可降解鼻腔填充止血材料，右侧样品为吸水后高膨可降解鼻腔填充止血材料。从图中可知样品吸水后有较好的膨胀性能。3、吸水速率测试结果表1高膨可降解鼻腔填充止血材料吸水力测试结果样品实施例1实施例2实施例3吸水速率(s)151714取相同质量的样品，放入20℃的生理盐水中，开始计时，直到海绵完全浸没入生理盐水中，这个时间即为吸水速率。表中数据为三次实验的均值，从表1中数据可知，本发明提供的止血材料的吸水速率快，可快速压迫创面进行止血。4、膨胀倍率测试表2高膨可降解鼻腔填充止血材料膨胀倍率测试结果样品实施例1实施例2实施例3膨胀倍率141215取相同大小的样品，测量吸液前和吸液完全后样品的体积，两者相除即为膨胀倍率。表中数据为三次实验的均值，从表2中数据可知，本发明提供的止血材料的膨胀倍率都高于10倍。5、抑菌性实验表3高膨可降解鼻腔填充止血材料抑菌性实验结果样品实施例1实施例2实施例3抑菌率(％)828885将试验菌24h斜面培养物用PBS洗下，制成菌悬液(要求的浓度为：用100μL滴于对照样片上或5ml样液内，回收菌数为1×104～9×104cfu/片或mL)。取被试样片(2.0cm×3.0cm)或样液(5mL)和对照样片或样液(与试样同质材料，同等大小，但不含抗菌材料，且经灭菌处理)各4片(置于灭菌平皿内)或4管。取r述菌悬液，分别在每个被试样片或样液和对照样片或样液上或内滴加100μL，均匀涂布/混合，开始计时，作用2、5、10、20min，用无菌镊分别将样片或样液(0.5mL)投人含5mLPBS的试管内，充分混匀，作适当稀释，然后取其中2～3个稀释度，分别吸取0.5mL，置于两个平皿，用凉至40～45℃的营养琼脂培养基(细菌)或沙氏琼脂培养基(醉母菌)15mL作倾注，转动平皿，使其充分均匀，琼脂凝固后翻转平板，35℃士2℃培养48h(细菌)或72h(酵母菌)，作活菌菌落计数。从表中数据可知，本发明提供的止血材料具有一定的抑菌作用。6、细胞毒性表4高膨可降解鼻腔填充止血材料细胞毒性实验结果取1cm×1cm(平均厚度1cm)产品，采用含血清的MEM培养基为浸提介质，按6cm2/mL(样品表面积/介质体积)的浸提比例，37±1℃，24±2小时制备试验液，取试验液按ISO10993-5-2009附录C规定的浸提液试验方法进行，结果按照GB/T14233.2-2005规定评级。从表中数据可知，本发明提供的止血材料的细胞毒性符合要求。7、体外降解取一定质量的样品放于培养皿中，加入样品质量的40倍量的生理盐水，放于37℃培养箱中进行培养，观察样品在不同时间内的样品形状。图3中为样品在1、4、7天中样品的体外降解情况，样品在第4天时强度明显降低，至第七天时样品基本没有强度。当前第1页1 2 3